Обработка результатов

1. Привести результат измерения времени нарастания импульсов в камере без сетки и указать ошибку измерения. Сравнить экспериментальный результат с рассчитанным значением времени собирания электронов .

2. Построить калибровочную зависимость спектрометрического тракта, т.е. зависимость между Q_вх и номером канала анализатора и отложить ошибки измерений.

3. Построить распределение импульсов по амплитудам для камеры с двумя электродами. Отложить на графике статистическую ошибку измерения. С помощью калибровочной зависимости найти отношение значений максимальной и минимальной амплитуд входного заряда в спектре: . Объяснить полученный результат.

4. По величине площади под распределением определить полное число альфа-частиц, зарегистрированных камерой без сетки. По этим данным оценить активность источника. Привести ошибку результата измерения.

5. Построить распределение импульсов по амплитудам для камеры с сеткой. Отложить на графике статистическую ошибку измерения.

Сравнить форму линии для камеры без сетки и с сеткой. Объяснить полученный результат. Используя калибровочную зависимость, оценить относительное энергетическое разрешение для камеры сеткой.

Сравнить полученный результат с вкладом в энергетическое разрешение флуктуаций ионизации: E_и/E_п = = 2,36, где F = 0,19 – фактор Фано; N₀ – число пар носителей заряда, образованных в треке альфа-частицы.

6. По величине площади под спектром определить полное число альфа-частиц, зарегистрированных камерой с сеткой. Сравнить с результатом, полученным ранее.

7. Используя данные обработки пп. 2 и 5, вычислить энергию альфа-частиц по формуле:

,

где Q_экс – заряд, поступивший от альфа-частицы на вход предусилителя;  - энергия образования одной пары носителей заряда в детекторе ( = 26,4 эВ для Ar); e – заряд электрона, Кл. Вычислить ошибку результата измерений.

8. Сравнить ширину распределения импульсов по амплитудам от альфа-частиц в камере с сеткой и генератора импульсов точной амплитуды. Объяснить полученный результат.

Контрольные вопросы

1. Чем отличается режим полного собирания зарядов в импульсной ионизационной камере от режима электронного собирания?

2. Почему в режиме электронного собирания амплитуда индуцированного заряда в ионизационной камере зависит от ориентации трека альфа-частицы?

3. Зачем в импульсную ионизационную камеру водят третий электрод-сетку?

Список литературы

1. Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Энергоатомиздат, 1985.

2. Ляпидевский В.К., Методы детектирования излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Ободовский И.М. Современные методы детектирования излучений. М.: МИФИ, 1981.

4. Цитович А.П. Ядерная электроника. М.: Энергоатомиздат, 1984.

Приложение

1. Для расчета пробега альфа-частицы в любой среде можно применить следующую формулу:

R = 0,525R_b A^1/3,

где R_b – пробег альфа-частицы той же энергии в воздухе, см; А – атомный вес среды (аргона); R – искомый пробег, мг/см². Пробег альфа-частицы в единицах длины R_Ar = R/, где  – плотность среды (_Ar = 1,78 г/л).

Таблица 1

Пробег альфа-частиц в воздухе, см

Энергия, МэВ	0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
3	1,67	1,75	1,83	1,91	1,99	2,07	2,16	2,24	2,33	2,42
4	2,51	2,61	2,70	2,80	2,90	3,00	3,10	3,20	3,30	3,41
5	3,51	3,62	3,73	3,84	3,96	4,07	4,18	4,30	4,42	4,54
6	4,66	4,78	4,90	5,03	5,15	5,28	5,41	5,54	5,68	5,81

Таблица 2

Скорость дрейфа v_- - электронов в чистом аргоне для различных значений Е/р; v_-∙10⁵, см/с¹

Е/р, В/(сммм рт.ст.)	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25	1,5	1,75	2,0	3,0
v-	2,8	3,4	4,0	4,2	4,5	5,0	5,5	6,2	9,5

Таблица 3

Подвижность некоторых ионов K₀ в собственных газах, для нормального давления Р₀, см²/(Вс)

Газ	Ион	K	K
Аргон	Ar+	1,5	-
	Ar	1,8	-
Кислород	О	-	2,0

Примечание: подвижность для любого давления Р определяется по формуле: K_p = K₀.

1 Реальная форма импульсов тока в случае (б) имеет более сложный вид, так как плотность ионизации вдоль трека неравномерна и изменяется в соответствии с кривой Вульфа-Брэгга.

1 Следует отметить, что при данных Е/р скорость дрейфа в аргоне (как и в других инертных газах), содержащем незначительные примеси определенных газов (например, СО₂, СН₄), может быть значительно больше, чем в чистом аргоне (см., например, [1], с.114).

26